Etude de l'occupation de la ressource orbite-spectre et recherche d'une méthode d'allocation de fréquences optimisée // Exploration of the orbit-spectrum resource occupancy and search for an optimized frequency allocation method

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la communication satellite-terre. Une ressource essentielle pour cette communication est la ressource orbite-spectre. Celle-ci est constituée de la fréquence radio utilisée, et de la localisation du satellite. Comme elle implique la communauté internationale, elle fait l'objet d'une gestion coordonnée et réglementée à l'échelle mondiale.
Jusqu'en 2010, le nombre limité de satellites permettait de disposer de cette ressource de façon prévisible. Mais depuis 2015, une nouvelle ère de l'exploitation spatiale a été atteinte : le New Space. Celle-ci est marquée par un changement de paradigmes :
o réduction des coûts et de la masse des satellites, à performances égales
o multiplication du nombre d'opérateurs et de satellites,
o émergence de nouveaux concepts, tels que les méga constellations, délivrant par exemple de la téléphonie ou de l'accès Internet haut débit.
Problématique des fréquences et des orbites :
Pour continuer à se développer, les projets spatiaux ont besoin de la garantie de disposer de la ressource orbite spectre nécessaire, et cela sans subir d'interférences ni en provoquer.
Mais le contexte du New Space multiplie les contraintes, et il engendre donc une incertitude et une complexité croissantes.
Proposition :
Le projet de thèse se concentre sur l'optimisation de l'utilisation de la ressource orbite-spectre par les réseaux satellitaires dans l'espace. Ceci concerne en particulier la planification de l'utilisation de la ressource, les droits associés, les coûts, et les stratégies de maximisation des performances.
Les objectifs comprennent :
o le guidage des choix de nouveaux projets,
o l'optimisation des éléments de structure et d'infrastructure.
o la construction d'indicateurs pertinents pour guider les choix technologiques et de conception,
o et l'appui à l'élaboration de la politique du spectre, allant de l'administration nationale jusqu'à l'UIT (Union Internationale des Télécommunications).
Les équipes du CNES apporteront formations et outils existants.
Il est essentiel que la thèse puisse se dérouler sur le site du CNES pour notamment accéder aux experts dans les différents domaines techniques : fréquences, antennes, propagation des signaux.
Compétences attendues : Programmation Python, mathématiques appliquées, goût pour la modélisation.
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This thesis is part of the framework of satellite-earth communication. An essential resource for this communication is the orbit-spectrum resource. This consists of the radio frequency used, and the location of the satellite. As it involves the international community, it is subject to coordinated and regulated management on a global scale.
Until 2010, the limited number of satellites made this resource available in a predictable manner. But since 2015, a new era of space exploitation has been reached: New Space. This is marked by a change of paradigms:
o reduction in costs and mass of satellites, for equal performance,
o multiplication of the number of operators and satellites,
o emergence of new concepts, such as mega constellations, delivering, for example, telephony or high-speed Internet access.
Problem of frequencies and orbits:
To continue to develop, space projects need the guarantee of having the necessary orbit spectrum resource, without suffering or causing interference.
But the context of New Space multiplies the constraints, and it therefore generates increasing uncertainty and complexity.
Proposal :
The thesis project focuses on optimizing the use of the orbit-spectrum resource by satellite networks in space. This concerns in particular the planning of resource use, associated rights, costs, and performance maximization strategies.
Objectives include:
o guiding the choice of new projects,
o optimization of structural and infrastructure elements,
o the construction of relevant indicators to guide technological and design choices,
o and support for the development of spectrum policy, from the national administration to the ITU (International Telecommunication Union).
CNES teams will provide training existing and tools.
It is essential that the thesis can take place on the CNES site, in particular to access experts in the different technical fields: frequencies,antennas, signal propagation.
Expected skills: Python programming, applied mathematics, taste for modeling.
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Début de la thèse : 01/10/2024
WEB : https://www.itu.int/dms_pub/itu-r/md/15/wrs16/c/R15-WRS16-C-0013!!PDF-F.pdf

Financement d'un établissement public Français

Université de Perpignan Via Domitia

305 Energie et Environnement

Mathématiques appliquées, science des données, python
Applied Mathematics, data science, python